RU2230939C2 - Способ регулирования режимов работы компрессора - Google Patents
Способ регулирования режимов работы компрессора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230939C2 RU2230939C2 RU2002112373/06A RU2002112373A RU2230939C2 RU 2230939 C2 RU2230939 C2 RU 2230939C2 RU 2002112373/06 A RU2002112373/06 A RU 2002112373/06A RU 2002112373 A RU2002112373 A RU 2002112373A RU 2230939 C2 RU2230939 C2 RU 2230939C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- rotating stall
- signal
- surge
- rotating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области компрессоростроения, в частности к его регулированию и защите. Технический результат заключается в повышении точности, надежности и экономичности режимов работы компрессора. Этот результат достигается тем, что определяют базовую границу возникновения вращающегося срыва, используя в качестве сигнала по вращающемуся срыву максимум автокорреляционной функции параметра колебаний давления, после чего через выбранный интервал времени определяют смещение режима возникновения вращающегося срыва относительно базовой границы и затем абсциссы точки рабочего режима и линии настройки системы противопомпажного регулирования и защиты смещают на эту величину. Вызов сигнала возникновения вращающегося срыва осуществляют путем снижения частоты вращения компрессора для сетей с характеристикой, близкой к горизонтальной, и/или путем прикрытия дросселя для сетей с характеристикой, близкой к дроссельной. Сигнал по вращающемуся срыву, возникающий внутри интервала времени между его вызовами, используют для срабатывания системы противопомпажного регулирования и защиты. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области компрессоростроения, в частности к его регулированию и защите.
Известны способы противопомпажного регулирования и защиты компрессора (А.С. №1825899, 771359, F 04 D 27/02, проспект фирмы ″Compressor Controls Corporation″ "Регулирование, улучшающее надежность и эффективность турбомашин", США, 1992 г., ″Опыт эксплуатации систем противопомпажного регулирования и защиты газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций″, ВНИИЭГазпром, Обзорная информация. Серия "Транспорт и хранение газа", вып. 10, М., 1986 г.).
В указанных способах противопомпажное регулирование и защита осуществляются измерением, например, параметров (расход, давление и т.п.) во всасывающей и нагнетательной магистралях и/или всевозможным регулированием с помощью уникальных алгоритмов положения дроссельной заслонки, тока электропривода и т.п. В этих способах граница помпажа определяется на заводе-изготовителе компрессора и/или на месте эксплуатации в ходе наладочных испытаний, наносится на газодинамические характеристики компрессора и в последующем принимается постоянной в течение длительных межремонтных и/или других эксплуатационных периодов, которые могут длиться годами. Далее с принятым запасом относительно границы помпажа на газодинамические характеристики компрессора наносят линию настройки регулирования и защиты таким образом, чтобы при приближении режимной точки к этой линии начиналось срабатывание соответствующих исполнительных органов.
Основным недостатком рассматриваемых способов является недостаточная точность определения фактического режима работы компрессора, положения границы помпажа и линии настройки срабатывания противопомпажного регулирования, определяемых координатами характеристики компрессора, т.е. степенью сжатия, производительностью и т.п., измерение которых производится по косвенным параметрам без привязки к прямым параметрам, определяющим предпомпажное состояние компрессора, например, начала развития вращающегося срыва. Кроме того, известно, что в процессе эксплуатации граница помпажа может смещаться из-за загрязнения, обледенения, износа и других причин (см., например, К.П.Селезнев, В.В.Огнев, А.И.Гительман. Анализ рабочего процесса компрессора. Компрессорная техника и пневматика, №14-15, 1997 г.). Положением границы помпажа определяются также остальные зоны газодинамических характеристик компрессора, в частности, зона максимальных КПД компрессора, линии постоянной частоты вращения и др. (см., например, К.П.Селезнев, Ю.С.Подобуев, С.А.Анисимов. Теория и расчет турбокомпрессоров. "Машиностроение", Л., 1968 г., 406 с.). В указанных способах эти факторы не учитываются, т.е. помимо низкой точности, связанной с косвенными измерениями, имеют место низкая надежность регулирования и защиты, поскольку, например, при смещении границы помпажа больше, чем принятый помпажный запас в положении линии настройки, помпаж происходит раньше, чем срабатывает система регулирования и защиты. Кроме того, смещение зоны высоких КПД приводит к тому, что рабочий режим компрессора одновременно со снижением надежности снижает экономичность.
Известны способы противопомпажного регулирования и защиты компрессора (А.С. 1802210, 1783170, 1321927, 1783170, F 04 D 27/02, проспект фирмы АО "СНИКО", Антипомпажные системы, Украина, г.Донецк, 1999 г.). В указанных способах регулирования и защиты осуществляются замеры параметров внутри проточной части компрессора, при этом датчики измеряемых параметров контролируют течение аэродинамического процесса, а с помощью устройств управления производится регулирование режима работы с более высокой точностью, но без учета указанных выше факторов снижения надежности и экономичности.
Способом, наиболее близким по технической сущности к решаемой задаче, является способ стабилизации запаса газодинамической устойчивости турбокомпрессора (см. патент №2098669), заключающийся в использовании в качестве параметра давления спектральных составляющих его колебаний, сравнении частот спектральных составляющих с частотой вращения ротора, формировании двухкомпонентного сигнала, состоящего из целократных АЧХ и сдвига по фазе между некратными составляющими, и сравнении двухкомпонентного сигнала управления с пороговым значением, являющимся функцией частоты вращения ротора компрессора. Получаемая точность определения газодинамической устойчивости и эффективность управления продолжают повышаться, однако, точность из-за сложности двухкомпонентной процедуры формирования сигнала управления остается недостаточно высокой, а от указанных выше факторов снижения эксплуатационной надежности и экономичности рассмотренный способ не предохраняет.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности, надежности и экономичности работы турбокомпрессора.
Технический результат поставленной задачи достигается тем, что в способе регулирования режимов работы компрессора, заключающемся в измерении параметра колебаний давления в его проточной части и формировании сигналов управления, предлагается в диапазоне возможных режимов работы компрессора определять в координатах газодинамических характеристик α (абсцисса) и π (ордината) базовую границу возникновения вращающегося срыва πбаз=f(αбаз), используя в качестве сигнала по вращающемуся срыву максимум автокорреляционной функции параметра колебаний давления, после чего через интервал времени (Δτ), который выбирают по условиям эксплуатации компрессора в диапазоне Δτ=n с ... m ч, определять смещение режима возникновения вращающегося срыва при i-М вызове относительно базовой границы по соотношению Δαi=αi-αбаз (πi) и затем абсциссы точки рабочего режима и линии настройки систем противопомпажного регулирования и защиты, имевшие место при i-M вызове, смещать на величину Δα=f(π), соответствующую изменению запаса по помпажу, имевшему место при смещении Δαi. При этом вызов сигнала возникновения вращающегося срыва осуществляют путем снижения частоты вращения компрессора для сетей с характеристикой, близкой к горизонтальной, и/или путем прикрытия дросселя для сетей с характеристикой, близкой к дроссельной. Сигнал по вращающемуся срыву, возникающий в интервалах времени Δτ между вызовами, используют для срабатывания системы противопомпажного регулирования и защиты компрессора.
На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации предложенного способа.
Устройство содержит датчики 1, 2 пульсаций давления в проточной части компрессора, датчик 3 перепада давления на конфузоре (ΔРкон) всасывающего патрубка компрессора, датчики давления на всасывании 4 (РН) и нагнетании 5 (РК) компрессора, соединенные с аналого-цифровым преобразователем 6, который выходом соединен с цифровым сигнальным процессором 7, выход которого соединен с одним из входов системы автоматического управления компрессором (САУ) 8. Другим входом САУ 8 соединена с таймером 9. Выход САУ 8 соединен с исполнительными органами 10.
Способ регулирования режимов работы компрессора реализуется следующим образом.
Датчики 1, 2, 3, 4, 5 соединены каналами связи с входами аналого-цифрового преобразователя 6, который в свою очередь соединен каналом связи с цифровым сигнальным процессором 7, где проводится обработка сигналов, поступающих от датчиков 1, 2, в результате которой формируется сигнал о возникновении вращающегося срыва и обработка сигналов от датчиков 3, 4, 5, в результате которой формируются значения координат режима на характеристике компрессора в момент сигнала по возникновению вращающегося срыва
(Обоснование этой связи см. Гительман А.И. Динамика и управление судовых ГТУ, Судостроение, Л., 1974 г., 319 с.).
После этого формируется сигнал необходимого сдвига абсцисс Δαi точки рабочего режима и линии настройки системы противопомпажного регулирования и защиты. Далее этот сигнал поступает в САУ 8. Средствами САУ 8 и при использовании исполнительных органов 10 рабочий режим и граница настройки системы противопомпажного регулирования и защиты смещают на Δα в новое значение абсциссы, газодинамических характеристик компрессора, обеспечивая оптимальный помпажный запас рабочего режима, с максимальным КПД компрессора при гарантированной противопомпажной безопасности. Таймер 9, соединенный каналом связи с входом САУ 8, через заданный интервал времени Δτ подает управляющий сигнал в САУ 8, после чего средствами САУ 8 и при использовании исполнительных органов 10 обеспечивается кратковременное перемещение рабочего режима для очередного вызова сигнала возникновения вращающегося срыва, в момент которого формируется очередное значение координат режима вращающегося срыва. При возникновении сигнала вращающегося срыва в интервале времени Δτ между вызовами этот сигнал с цифрового сигнального процессора 7 передается на вход САУ 8 таким образом, чтобы вызвать срабатывание противопомпажного регулирования и защиты.
Claims (3)
1. Способ регулирования режимов работы компрессора, заключающийся в измерении параметра колебаний давления в его проточной части и формировании сигналов управления, отличающийся тем, что в диапазоне возможных режимов работы компрессора определяют в координатах газодинамических характеристик α (абсцисса) и π (ордината) базовую границу возникновения вращающегося срыва πбаз=f(αбаз), используя в качестве сигнала по вращающемуся срыву максимум автокорреляционной функции параметра колебаний давления, после чего через интервал времени (Δτ), который выбирают по условиям эксплуатации компрессора в диапазоне Δτ=nсекунд ... m часов, определяют смещение режима возникновения вращающегося срыва при i-м вызове относительно базовой границы по соотношению Δαi=αi-αбаз(πi) и затем абсциссы точки рабочего режима и линии настройки систем противопомпажного регулирования и защиты, имевшие место при i-м вызове, смещают на величину Δα=f(π), соответствующую изменению запаса по помпажу, имевшему место при смещении Δαi.
2. Способ регулирования режимов работы компрессора по п.1, отличающийся тем, что вызов сигнала возникновения вращающегося срыва осуществляют путем снижения частоты вращения компрессора для сетей с характеристикой, близкой к горизонтальной, и/или путем прикрытия дросселя для сетей с характеристикой, близкой к дроссельной.
3. Способ регулирования режимов компрессора по п.1, отличающийся тем, что сигнал по вращающемуся срыву, возникающий в интервалах времени Δτ между вызовами, используют для срабатывания системы противопомпажного регулирования и защиты компрессора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002112373/06A RU2230939C2 (ru) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | Способ регулирования режимов работы компрессора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002112373/06A RU2230939C2 (ru) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | Способ регулирования режимов работы компрессора |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002112373A RU2002112373A (ru) | 2003-11-27 |
RU2230939C2 true RU2230939C2 (ru) | 2004-06-20 |
Family
ID=32845635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002112373/06A RU2230939C2 (ru) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | Способ регулирования режимов работы компрессора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2230939C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009041851A1 (ru) * | 2007-09-24 | 2009-04-02 | Central Institute Of Aviation Motors (Ciam) | Способ контроля режимов работы компрессора и устройство для его осуществления |
RU2577921C2 (ru) * | 2010-07-08 | 2016-03-20 | Снекма | Способ и устройство обнаружения вращающегося срыва потока в компрессоре газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель |
-
2002
- 2002-04-24 RU RU2002112373/06A patent/RU2230939C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009041851A1 (ru) * | 2007-09-24 | 2009-04-02 | Central Institute Of Aviation Motors (Ciam) | Способ контроля режимов работы компрессора и устройство для его осуществления |
RU2577921C2 (ru) * | 2010-07-08 | 2016-03-20 | Снекма | Способ и устройство обнаружения вращающегося срыва потока в компрессоре газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7367193B1 (en) | Auxiliary power unit control method and system | |
EP0059061B1 (en) | Compressor bleed air control apparatus and methods | |
US7712299B2 (en) | Anti-bogdown control system for turbine/compressor systems | |
US7284375B2 (en) | Device and method for the closed-loop control of an exhaust gas turbocharger with variable turbine geometry | |
GB2452128A (en) | Compressor Control | |
CA2468242A1 (en) | Control method of gas turbine engine and control system of the same | |
US8977518B2 (en) | Device and method for performing a functional test on a control element of a turbo engine | |
JPS61149531A (ja) | 失速/サ−ジングの終了の確認装置 | |
US10550716B2 (en) | Gas turbine inlet guide vane control device, system and control method | |
JPS61149530A (ja) | 圧縮機ブリ−ド弁開閉装置 | |
GB2452287A (en) | Improvements in Compressors Control | |
US4102604A (en) | Method and apparatus for noninteracting control of a dynamic compressor having rotating vanes | |
US4255089A (en) | Method of controlling series fans driving a variable load | |
RU2230939C2 (ru) | Способ регулирования режимов работы компрессора | |
CN1035159A (zh) | 燃气轮机系统及控制该系统的方法 | |
RU2354851C1 (ru) | Способ контроля режимов работы компрессора и устройство для его осуществления | |
RU2425255C1 (ru) | Способ управления положением направляющих аппаратов компрессора газотурбинного двигателя | |
RU2422682C1 (ru) | Система управления положением направляющих аппаратов компрессора двухконтурного газотурбинного двигателя | |
US5269136A (en) | Sub-idle stability enhancement and rotating stall recovery | |
JP3469178B2 (ja) | 圧縮機の最適負荷制御システム | |
RU2263234C1 (ru) | Способ формирования сигнала помпажа турбокомпрессора | |
JPH11257097A (ja) | ガスタービンのファン・圧縮機の可変静翼の制御方法 | |
RU112725U1 (ru) | Система управления положением направляющих аппаратов компрессора газотурбинного двигателя | |
RU2435970C1 (ru) | Способ управления газотурбинной установкой | |
RU2098669C1 (ru) | Способ стабилизации запаса газодинамической устойчивости турбокомпрессора |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170425 |